Feedback

A general methodology for the assessment of the impact of climate change – evaluation of snow loads

ORCID
0000-0002-0546-415X
Affiliation/Institute
Institut für Wissenschaftliches Rechnen
Landi, Filippo

Structural design of buildings and infrastructures is significantly influenced by the definition of climatic actions (snow, wind and thermal loads) that the structure shall withstand during its life, which could be significantly greater than the design service life.
Therefore, the impact of climate change on climatic actions could significantly affect, in the mid-term future, the design of new structures as well as the reliability of existing ones designed in accordance to the provisions of present and past codes, which are based on the assumption of stationary climate conditions. 
In this work, a general methodology to derive future trends of snow load on structures is presented aiming to study the influence of climate change at European scale in view of the definition of updated snow maps for the new generation of structural Eurocodes. First, a general algorithm based, on Monte Carlo simulations, is defined to estimate ground snow loads maxima considering daily outputs of the climate models, in terms of maximum and minimum air temperatures and precipitation, supplemented by local information of snowfall and snow melting conditions derived from the elaboration of real measurements of actual meteorological events. Once validated the procedure, reproducing observed data series of yearly maximum ground snow loads, trends in characteristic values of the load are investigated according different climate models and scenarios.
Analysing different climate models and scenarios, the relevant issue of uncertainty assessment of climate projections is deeply investigated. In particular, the three main sources of uncertainty affecting climate projections: model uncertainty, scenarios uncertainty and internal variability, are assessed also implementing an innovative ad hoc developed weather generator, able to generate future weather series directly from climate model outputs.
Factor of change confidence maps are finally derived combining all the presented results and providing guidance for potential amendments of the current version of snow load maps given in structural Codes.

Die Tragwerksplanung von Bauwerken und Infrastrukturen wird maßgeblich durch die Definition klimatischer Ereignisse (Schnee-, Wind- und Wärmelasten) beeinflusst, denen das Bauwerk während seiner Lebensdauer standhalten soll, die deutlich größer sein können als die geplante Nutzungsdauer.
Daher können die Auswirkungen des Klimawandels auf das Wetter in der mittelfristig die Gestaltung neuer Strukturen sowie die Zuverlässigkeit bestehender Strukturen, die nach den Bestimmungen aktueller und alter Richtlinien basierend auf der Annahme stationäre Klimabedingungen entworfen wurden, erheblich beeinflussen. 
In dieser Arbeit wird eine allgemeine Methodik zur Herleitung zukünftiger Trends der Schneelast auf Bauwerken vorgestellt, die den Einfluss des Klimawandels auf europäischer Ebene im Hinblick auf die Definition aktualisierter Schneekarten für die neue Generation von strukturellen Eurocodes untersuchen soll. Zunächst wird ein allgemeiner Algorithmus definiert, der auf Monte-Carlo-Simulationen basiert, um Maxima an Bodenschneelasten unter Berücksichtigung der täglichen Ergebnisse der Klimamodelle in Bezug auf maximale und minimale Lufttemperaturen und Niederschläge zu schätzen, ergänzt durch lokale Informationen über Schneefall und Schneeschmelzbedingungen, die aus der Ausarbeitung von realen Messungen tatsächlicher meteorologischer Ereignisse abgeleitet wurden. Nach der Validierung des Verfahrens, bei der die beobachteten Datenreihen der jährlichen maximalen Bodenschneelasten reproduziert werden, werden die Trends der charakteristischen Werte der Last anhand verschiedener Klimamodelle und Szenarien untersucht.
Durch die Analyse verschiedener Klimamodelle und Szenarien wird die relevante Frage der Unsicherheitsbewertung von Klimasimulationen eingehend untersucht. Insbesondere werden die drei Hauptquellen der Unsicherheit, die die Klimaprojektionen beeinflussen: Modellunsicherheit, Szenarienunsicherheit und interne Variabilität, bewertet und ein innovativer, ad hoc entwickelter Wettergenerator implementiert, der in der Lage ist, zukünftige Wetterreihen direkt aus den Ergebnissen der Klimamodelle zu generieren. 
A Confidence Map für die Änderungsfaktoren wird schließlich abgeleitet, indem alle präsentierten Ergebnisse kombiniert werden und als Orientierungshilfe für mögliche Änderungen der aktuellen Version der Schneelastkarten in strukturellen Codes dienen.

Cite

Citation style:
Could not load citation form.

Access Statistic

Total:
Downloads:
Abtractviews:
Last 12 Month:
Downloads:
Abtractviews:

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export